Dissertação

Quantum solitonic turbulence in low-dimensional Bose-Einstein condensates EVALUATED

Turbulência forte em fluidos quânticos a baixas dimensões implica o surgimento e interacção dinâmica de solitões escuros. Estas estruturas surgem naturalmente em fluidos quânticos sujeitos a perturbações e, especificamente, em condensados de Bose-Einstein. Por sua vez, a evolução deste fluido é descrita pela equação de Gross-Pitaevskii (GP), da qual os solitões constituem soluções estacionárias. Ora, se os solitões constituem uma manifestação de turbulência, então a descrição de um ensemble destas excitações a interagir dinamicamente conduzir-nos-á no sentido da produção de uma descrição de turbulência quântica. Com isto em mente, propõe-se uma descrição cinética de um gás de solitões derivada a partir da equação de Vlasov com o objectivo de captar as componentes estatística e dinâmica do gás de solitões. Para além disto, é desenvolvido também um código que resolve numericamente a equação GP para estabelecer uma base de comparação e interpretação dos nossos resultados. As simulações numéricas produzem um espectro de excitações que apresenta dois modos: um modo acústico mais energético e identificado com excitações do condensado, e um modo menos energético que, esse sim, é o correspondente ao modelo cinético desenvolvido e a um modo solitónico. Estes resultados estabelecem a possibilidade do desenvolvimento de uma descrição cinética e analítica de regimes turbulentos em fluidos quânticos a baixas dimensões.
Condensação de Bose-Einstein, Solitões, Fluidos Quânticos, Teoria Cinética, Turbulência Quântica

Janeiro 19, 2021, 16:30

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Orientação

ORIENTADOR

Hugo Fernando Santos Terças

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado